水处理工程气浮

单击此处编辑母版标题样式,*,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第五章 气 浮,(Flotation),1,气浮,是一种,固液,和,液液,分离的方法。,具体过程：通入空气产生微细气泡,SS,附着在气泡上上浮,应用：,自然沉淀或上浮难于去除的悬浮物，以及比重接近,1,的固体颗粒,给水处理,中除藻等,废水处理,中去除纤维、悬浮物、油类、脂肪等,第1节 理论基础,2,一、界面张力和润湿接触角,任何不同介质的相表面上都因受力不均衡而存在界面张力。,3,气,气浮的情况涉及：,气、水、固,三相介质，每两相之间都存在界面张力。,水气,水粒,气粒,：润湿接触角,90, 疏水性,易于气浮,0,越大，推动力越大，越易气浮。,6,0,COS,1, ,= 0,不能气浮,90,COS1, ,90,水气,易气浮疏水性,180,=2,水气,最易被气浮,(2) 同时,COS （,气粒,水粒,）/,水气,水中颗粒与表面张力,水气,有关。,水气,增加，增大, 有利于气浮,7,例如：,石油废水中表面活性物质含量少,水气,大,乳化油粒疏水性强，直接气浮效果好。,而煤气洗涤水中的乳化焦油，由于水中表面活性物质含量多，,水气,小，,直接气浮效果差。,8,气泡与颗粒的粘附形式,气-颗粒吸附,气泡顶托,气泡裹夹,9,对于,亲水性,颗粒的气浮，表面需改性为疏水性,投加浮选剂,（松香油、煤油、脂肪酸）,10,三、气泡的稳定性,气浮中要求气泡具有一定的,分散度,和,稳定性,。气泡粒径在100,左右为好。,空气从水中析出过程分两个步骤：,气泡核的形成,气泡的增长,11,洁净水中：,气泡常不能达到气浮要求的极细分散度。,洁净水表面张力大，气泡有自动降低表面自由能的倾向，即气泡合并。,稳定性不好。,缺乏表面活性物质的保护，气泡易破灭 。,12,加入,起泡剂,（一种表面活性物质），保护气泡的稳定性。,有机物含量不多的废水气浮时，气泡的稳定性可能成为重要的影响因素。,适当表面活性剂是必要的。,气,13,但表面活性物质过多,此时，尽管气泡稳定，但颗粒气泡附着不好 。,表面张力,水气,降低,污染粒子严重乳化，表面,电位增高。,如何控制最佳的投加量？,影响三个因素：稳定性、表面张力、乳化效果,14,四、乳化现象与脱乳,疏水性颗粒易气浮，但多数情况下并不好。,乳化现象,以油粒为例：,表面活性物质存在：,非极性端吸附在油粒，,极性端则伸向水中 乳化油,极性端电离后带电双电层现象,稳定体系（阻碍细小油珠之间，油珠和气泡之间的粘附）,油,COO-H,O-H,15,亲水性固体粉末（固体乳化剂）存在：如粉砂、粘土等,一小部分与油接触，大部分为水润湿。,16,带电的稳定体系是不利于气浮的，应, 脱稳、破乳, 投加混凝剂压缩双电层降低,电位,混凝剂：,硫酸铝、聚合氯化铝、三氯化铁等,17,第2节 气浮分类与工艺过程,一、气浮分类,1.电解气浮法：,直流电的电解作用下:,阳极产生氢气 ，阴极产生氧气，微气泡。,气泡小于溶气法和散气法。,18,19,具有多种作用：,除,BOD,、,氧化、脱色等,去除污染物范围广,污泥量少，占地少。,但电耗大。,20,2. 散气气浮法：,扩散板曝气气浮,叶轮气浮法,简单易行，但容易堵塞，气浮效果不高。,21,叶轮气浮法,适用于处理水量不大，污染物浓度高的废水。,22,3.溶气气浮法,溶气真空气浮,加压溶气气浮,23,二、加压溶气气浮,工艺组成：,空气释放系统、气浮池、压力溶气系统,24,气浮工艺,全溶气法：,电耗高，但气浮池容积小。,全溶气方式加压溶气气浮法流程,25,部分溶气法：,省电，溶气罐小。但若溶解空气多，需加大溶气罐压力。,部分溶气方式加压溶气气浮法流程,26,回流加压溶气法：,适用于,SS,高的原水，但气浮池容积大。,回流加压溶气气浮法流程,27,特点：,水中空气的溶解度大，能提供足够的微气泡。,气泡粒径小（,20,100um,） 、,均匀。,设备流程简单,28,工艺组成：,空气释放系统、气浮池、压力溶气系统,2. 加压溶气气浮工艺的主要设备,29,压力溶气系统：,加压水泵,压力溶气罐,空气供给设备,其他附属设备,30,加压水泵：,提升污水，将水、气以一定压力送至压力溶气罐。,加压泵压力应适当，,过高：,溶解到水中空气增加，经减压后释放的空气多，会促进微气泡的聚集，不利气浮；,太低：,增加溶气水量，气浮池容积增加。,31,压力溶气罐：,使水与空气充分接触，促进空气溶解。形式多样。,32,空气在水中的溶解度遵循亨利定律：,V,K,T,P,（L-气/m,3,-水, 或g-气/ m,3,-水）,P,：空气所受的绝对压力，以mmHg计,K,T,：溶解常数，与温度有关,33,空气在水中的溶解量与加压时间的关系,34,一般水中空气含量约为饱和含量的,50,80,。,实际气浮操作时，空气量应适当,气水比：,1,5, （体积比）,气固比（重量比）：,0.5,1,空气量与压力有关，所以应选择适当的压力。,35,溶气方式,：,a.,水泵吸气式,36,b. 水泵压水管射流,37,c. 水泵空压机（常用）,38,2) 空气释放设备,：将空气以极细小（20100,）的气泡释放。,39,3) 气浮池,平流式和竖流式（HRT：1020分）,平流式加压溶气气浮工艺流程,1：混合器；2：反应室；3：入流室；4：分离室；,5：泵；6：射流器；7：气体流量计；8：溶气罐；,9：释放器；10：浮渣槽；11：刮渣机,40,竖流式气浮池,41,组合方式：,42,43,44,45,46,47,48,重要工艺参数：气固比,a,49,采用质量比时,ACs (f P-1) R /1000,S=QSa,Cs：一定温度一个大气压时空气溶解度，mg/L。,P：溶气绝对压力，绝对压力,f：溶气效率, 与溶气罐结构、压力和时间有关,（0.50.8）,R：加压溶气水量，m,3,/d,Sa：废水中的悬浮颗粒浓度，kg/m,3,Q：进行气浮处理的废水量，m,3,/d,50,气固比,a,影响气浮效果（出水水质,浮渣浓度），应作试验确定。,无资料时，可选取,0.005,0.06,。,剩余污泥气浮浓缩时一般采用,0.03,0.04,51,52,气固比与出水SS及浮渣中固体含量的关系,气固比,气固比,53,三、气浮法在水处理中的应用,废水：,含油废水,(,石油化工、机械加工、食品工业等,),：,悬浮油（,10,隔油池）,乳化油（,10,一般,0.1-2,气浮）,溶解性,54,造纸厂白水回收纤维：,时间短，,SS,去除率,90,以上，,COD,去除率,80,，浮渣浓度,5,染色废水等,毛纺工业洗毛废水,羊毛脂及洗涤剂,浓缩污泥（效果比沉淀法高）,55,给水：,高含藻水源的净化：,武汉东湖水厂，气浮替代沉淀，藻类去除率达,80,以上。,低温、低浊水的净化：,沈阳市自来水厂。,对受污染水体的净化：,对水体产生曝气，减轻嗅味与色度。,56,优点：,处理能力比沉淀池高,气浮污泥浓度高,可以同时去除多种污染物（表面活性剂、嗅味物质等）,缺点：,耗电、维修,57,